Nobelpriset i fysik 2018 går till Lasertekniken


Olga Botner. Foto: Teddy Thörnlund

Årets Nobelpris i Fysik går till uppfinningar som har revolutionerat lasertekniken. Den ena hälften av priset går till Arthur Ashkin, som uppfann den optiska pincetten. Den andra hälften går till Gérard Mourou och till Donna Strickland för att de uppfann lasertekniken CPA, eller chirped pulse amplification. Laserteknik återfinns inte längre enbart inom science fiction utan används inom flera områden i dagens samhälle.

”Vi använder det t. ex för scanning av streckkoder och för hudbehandlingar. Dessutom används lasrar för märkning, borrning,mikrobearbetning och medicinteknik t.ex tillverkning av stentar, nätrör som håller blodkärl öppna ”, förklarar Olga Botner, ordförande i Nobelkommittén för fysik.

Den optiska pincetten
Arthur Ashkin uppfann den optiska pincetten som kan användas för att gripa tag i partiklar, atomer, molekyler, och till och med bakterier och andra levande celler. Pincetten används för att flytta på fysiska objekt med hjälp av ljusets strålningstryck. Ashkin lyckade få laserljus att knuffa små partiklar mot strålens mittfåra och hålla fast dem.

Ett stort genombrott kom 1987, då Ashkin fångade levande bakterier med pincetten utan att skada dem. Genombrottet innebar nya användningsområden och idag används pincetten även för studier av biologiska system.

Den optiska pincetten har sitt ursprung i atomfysiken men har biologiska tillämpningar och kan t.ex användas inom biokemin för att studera proteinet hemoglobin som finns i röda blodkroppar”, förklarar Olga Botner, ordförande i Nobelkommittén för fysik.

Banbrytande artikel från 1985
Gérard Mourou och Donna Strickland tilldelas året Nobelpris för en uppfinning som först presenterades i en banbrytande artikel 1985. Artikeln blev stommen i Donna Stricklands doktorsavhandling.

Med innovativa metoder lyckades de alstra extremt korta och högintensiva laserpulser utan att förstöra förstärkarmaterialet. Först sträckte de ut laserpulserna i tiden för att sedan förstärka dem innan de till sist tryckte ihop dem igen. När en puls trycks ihop och blir kortare i tiden så innebär det mer ljus packas inom samma område vilket gör att laserpulsens intensitet ökar kraftigt.

”Det stora är att man kan åstadkomma en intensiv laserpuls med en teknik som ryms på ett vanligt bord. Tidigare så krävdes det ett helt laboratorium för att producera laserstrålar med betydligt lägre intensitet och repetitionsfrekvens”, säger Olga Botner, ordförande i Nobelkommittén för fysik.

Claes-Göran Wahlström. Foto: Lunds Universitet

Svenska forskare använder CPA teknik
Stricklands och Mourous nyuppfunna teknik, kallad CPA eller chirped pulse amplification, blev snabbt standard för alla senare tillkomna högintensitetslasrar. Bland tillämpningarna finns de miljontals synkorrigerande ögonoperationer som numera utförsårligen med de vassaste av ljusstrålar. CPA teknik används även inom forskningen på flera universitet i Sverige. Lunds Lasercentrum (LLC) vid Lunds universitet, är ett av dem.

“Inom Lunds Lasercentrum, har vi använt CPA teknik ända sedan 1992, när vi startade vår högeffektlaseranläggning. När tekniken kom så var den ett stort genombrott. Idag har vi inte mindre än tio lasrar vid LLC som alla är baserade på tekniken som uppfanns av Donna Strickland och Gérard Mourou. Den kraftfullaste lasern vid LLC ger ljuspulser med toppeffekt på 40 tusen miljarder Watt. CPA tekniken använder vi s huvudsakligen för grundforskning och är helt avgörande för flera av våra forskningsprojekt”, berättar Claes-Göran Wahlström, professor vid institutionen för atomfysik vid Lunds universitet och föreståndare för  Lunds Lasercentrum.

Det återstår att se inom vilka fler områden vi kommer att se en ökad användning av laserteknik. En sak är säker, möjligheterna med laserteknik är stora.


Läs mer